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聚氨酯pu弹性体扩链剂

来源:邵君( 先生,国内国际部经理 ) 发布时间:2018-3-21 13:08:09
聚氨酯弹性体的合成方法大体分为本体法和溶液法两种,本体法生产成本低,但反应较难控制,所得弹性体分子结构不如溶液法得到的聚合物规整。本文采用这两种合成方法。

本体聚合。本体法采用一步法进行,即将低聚物多元醇、二异氰酸酯、聚氨酯pu弹性体扩链剂等同时混合均匀后直接注入反应器中,在反应器中进一步反应。

先将PBA放入80摄氏度烘箱预热,BDO与MD摄氏度均放入60摄氏度烘箱预热,然后在四氟烧杯中按设计配方准确称量各原料,称量顺序为PBA、BDO,最后加入MDI。

立即快速搅拌反应,转速1000r/min以上,搅拌1~2min,反应剧烈放热时,快速将其倒入反应器中,置入70摄氏度烘箱8h以上,然后转移到120摄氏度烘箱熟化2h。待样品冷却后将其从反应器取下,备用。

耐水解性能:将试样放入100摄氏度的沸水浴中水煮8h后,放入60摄氏度的真空烘箱中干燥1d,然后进行拉伸性能测试,计算水解老化前后的拉伸强度损失。

溶液法采用两步法进行:首先是预聚体的制备,将干燥后的PBA和PTMG加入到500mL四颈瓶中,N2保护下机械搅拌,在70摄氏度时将处理过的MDI和70mLDMF,用恒压滴液漏斗缓慢滴加至四颈瓶中反应。

控制温度在60~70摄氏度反应大约2h,得聚氨酯预聚体。其次为扩链反应,按照-NCO的含量算出要加入聚氨酯pu弹性体扩链剂的质量,并按计算值加入处理过的1,4丁二醇,充分搅拌。控制温度在70~80摄氏度反应大约1.5~2h,聚氨酯pu弹性体扩链剂反应结束后将物料倒入干净的聚四氟乙烯模具中,置于70摄氏度鼓风烘箱中除去溶剂DMF。

硬段对聚氨酯弹性体性能的影响。以PBA为软段,采用本体法,合成出一系列硬段(HS)质量分数分别为23%、28%、32%、35%和39%的聚氨酯弹性体。用GPC测得Mn=5.9?104 ~6.9?104 。



3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷(环脂胺固化剂扩链剂DACM,MACM)

熔点:-7- -1℃

沸点:347℃

闪点:173℃

相对密度:0.945

3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷(环脂胺固化剂扩链剂DACM,MACM)产品应用:产品性能与巴斯夫(BASF)的DMDC(即 Laromin C260或Baxxodour EC331)一样;用途如下:

1、用于环氧树脂固化剂(高档打磨,饰品胶);

2、环氧涂料固化剂(船舶漆,重防腐漆等工业建筑漆);

3、还氧复合材料固化剂(风力叶片固化剂,风力模具料固化剂,胶辊固化剂);

4、应用用于聚氨酯(PU),聚脲喷涂弹性体(SPUA)等的扩链剂,助剂;

5、应用于聚天门冬氨酸酯,聚酰胺(PA)等.

6、用于合成异氰酸酯,进一步制备成UV涂料、PU漆、透明弹性体及胶粘剂等,此外,也应用于聚酰胺和环氧树脂工业。

推荐用量:配合比100:32(相对于EEW=190环氧树脂),可使用时间400min(25° 150g)。


3340~3336cm-1附近的宽峰是氨酯(脲)键N%H的伸缩振动,1734cm-1 处的吸收峰为羰基的伸缩振动,1176cm-1为C%O%C的伸缩振动,以上吸收带的出现表明了氨酯键的形成。

此外图中在2270cm-1附近并没有出现吸收峰,这表明%NCO基团已经被聚氨酯pu弹性体扩链剂反应完毕,2953cm-1和2868cm-1处的2个强峰对应%CH2%肩峰的伸缩振动,1218cm-1处的窄峰是O=C%O%C吸收谱带伸缩振动,1532cm-1左右的中强峰为苯环上%C=C%键的伸缩振动,从以上特征峰分析可看出,该样品的异氰酸酯为芳香族异氰酸酯,软段为聚酯型。

随着硬段质量分数的增加,代表参与形成氢键的羰基峰(1702cm-1)的强度增加,而自由羰基的伸缩振动峰(1730cm-1)强度减弱。硬段间氢键的作用力和偶极-偶极的相互作用力的强弱是影响羰基伸缩振动峰强度的主要因素。

因此,随着硬段含量的增加,更多的%C=O和%HNCOO%参与形成氢键,导致硬段分子链之间的相互作用力增加。实验证明,随着硬段含量提高,其序列长度也增加,软硬段的相容性变差,体系中形成了更多的氨基甲酸酯基团,即体系中有了更多的质子给体与受体,使得整个体系的氢键化程度提高。

黑色区域一般是聚氨酯的硬段微区,而棕色区域则归于软段微区,硬段分布在软段中,呈明显的微相分离。随着硬段含量的增加,硬段区域中羰基之间的氢键的相互作用增加,并且硬段中苯环产生的诱导偶极的作用也增强,硬段更容易聚集,导致硬段含量在35%左右的相畴明显大于23%的,呈现更明显的相分离状态,较强的极性力和氢键使硬段聚集得更加紧密,结晶度较高,形成明显的硬段相,均匀地分布在软段中,起到物理交联点的作用,该结构的存在能够明显提高聚合物的力学强度。

随着硬段含量的增加,样品的拉伸强度增加,断裂伸长率下降。硬段含量的增加,实际上是增加了苯环和氨基甲酸酯的含量,极性基团增多,极性变大,分子间作用力增强,使氢键的数量和分子链中偶极-偶极的相互作用力增加,故拉伸强度提高。


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